EventLFM：集成事件相机的傅里叶光场显微镜用于超快三维成像
光学
2024-04-05 v3 图像与视频处理
摘要
超快三维成像对于可视化复杂且动态的生物过程不可或缺。传统的基于扫描的技术需要在采集速度与空间带宽积（SBP）之间做出固有的权衡。新兴的单次曝光三维宽场技术提供了有前景的替代方案，但受限于传统 CMOS 系统的同步读出约束，从而在有限帧率下维持高 SBP 时限制了数据吞吐量。为此，我们提出 EventLFM，一种简便且经济高效的系统，通过将事件相机与傅里叶光场显微镜（LFM，一种最先进的单次曝光三维宽场成像技术）集成，克服了这些挑战。事件相机基于新颖的异步读出架构运行，从而绕过了传统 CMOS 系统固有的帧率限制。我们进一步开发了一种简单且鲁棒的事件驱动 LFM 重建算法，能够从 EventLFM 捕获的独特时空测量中可靠地重建三维动态。实验结果表明，EventLFM 能以 kHz 帧率鲁棒地重建快速移动和快速闪烁的三维荧光样本。此外，我们展示了 EventLFM 在散射小鼠脑组织中成像闪烁神经元信号以及在自由运动的秀丽隐杆线虫中三维追踪 GFP 标记神经元的能力。我们相信，EventLFM 所提供的超快速度与大体量三维 SBP 的结合，可能为众多生物医学应用开辟新的可能。
引用
@article{arxiv.2310.00730,
title = {EventLFM: Event Camera integrated Fourier Light Field Microscopy for Ultrafast 3D imaging},
author = {Ruipeng Guo and Qianwan Yang and Andrew S. Chang and Guorong Hu and Joseph Greene and Christopher V. Gabel and Sixian You and Lei Tian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.00730},
year = {2024}
}